【摘要】：水工結(jié)構(gòu)可靠度分析是對于水工結(jié)構(gòu)安全性進行評估的一種方法。在堆石壩壩坡穩(wěn)定分析當(dāng)中,是將壩體筑壩材料的抗剪強度參數(shù)視作隨機變量,對室內(nèi)試驗獲得的少量數(shù)據(jù)進行擬合,獲得抗剪強度參數(shù)的概率分布,通過一系列可靠度分析方法對壩坡穩(wěn)定進行分析。在往常的堆石壩壩坡穩(wěn)定可靠度分析中,材料的抗剪強度參數(shù)往往被視為相互獨立的隨機變量,然而近幾年國內(nèi)外的研究發(fā)現(xiàn)抗剪強度參數(shù)間具有一定的相關(guān)性,且這樣的相關(guān)性對于壩坡穩(wěn)定可靠度分析結(jié)果會產(chǎn)生一定程度的影響。另外,室內(nèi)三軸試驗表明,盡管筑壩材料經(jīng)過人工處理,相比天然材料更為均勻,但材料的抗剪強度參數(shù)仍具有一定程度的變異性,這樣的變異性導(dǎo)致了在壩坡穩(wěn)定可靠度分析中的各種不確定性,包括參數(shù)本身固有的不確定性、計算方法假定引起的模型不確定性以及試驗數(shù)據(jù)有限帶來的統(tǒng)計不確定性,如何將數(shù)據(jù)有限帶來的統(tǒng)計不確定性納入到壩坡穩(wěn)定可靠度分析當(dāng)中,也是一個值得探討的問題。針對上述問題,本文研究了抗剪強度參數(shù)有限數(shù)據(jù)條件下堆石壩壩坡穩(wěn)定可靠度分析,并驗證了其有效性。主要內(nèi)容如下:1、探討了目前堆石壩壩坡穩(wěn)定可靠度分析領(lǐng)域研究存在的一些局限性,提出用二維正態(tài)分布或者用Nataf變換將相關(guān)非正態(tài)變量轉(zhuǎn)換為正態(tài)變量處理抗剪強度參數(shù)相關(guān)性的方式不夠合理;2、基于Copula函數(shù)介紹了構(gòu)建抗剪強度參數(shù)任意二維聯(lián)合概率分布的方法,解決了表征抗剪強度參數(shù)間不同相關(guān)結(jié)構(gòu)的難題,并提出了基于Copula函數(shù)的堆石壩壩坡穩(wěn)定可靠度分析方法;3、探討了抗剪強度參數(shù)試驗數(shù)據(jù)有限帶來的統(tǒng)計不確定性,用Bootstrap方法度量了可靠度分析中各種統(tǒng)計值的變異性,并提出了基于Bootstrap方法的堆石壩壩坡穩(wěn)定失效概率區(qū)間估計方法;4、以糯扎渡水電站主壩心墻堆石壩為例,論證了“基于Copula函數(shù)的堆石壩壩坡穩(wěn)定可靠度分析方法”和“基于Bootstrap方法的堆石壩壩坡穩(wěn)定失效概率區(qū)間估計方法”的有效性和適用性;5、根據(jù)所提方法以Matlab為平臺編寫了“基于Copula函數(shù)的土石壩壩坡穩(wěn)定可靠度分析軟件”(WHUERDR),該軟件可對抗剪強度參數(shù)的相關(guān)性進行分析同時可以對任意形式壩坡或邊坡進行可靠度分析。
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TV641.4;TV223
【圖文】：

邐0－８）逡逑由于l挼謀浠段郟�，１Ｋ|剩牽幔酰螅螅椋幔鑠澹茫錚穡酰歟岷梢悅枋雋礁霰淞考淙五義弦獾南喙毓叵擔(dān)客跡保備雋隋澹牽幔酰螅螅椋幔鑠澹茫錚穡酰歟岷Ｄ獾模校澹幔潁螅錚釹喙叵凳義希埃島停埃靛澹ǎ耍澹睿洌幔歟熘認(rèn)喙叵凳埃罰埃罰焙停埃罰埃罰保┑謀曜季確植佳鏡�。从辶x賢賈鋅梢鑰闖觶牽幔酰螅螅椋幔睿茫錚穡酰歟岷梢越蝦玫嗇Ｄ獠問淶惱合喙匭裕以阱義仙舷攣駁哪Ｄ庵搗矯娼銜嗨�。辶x希保埃卞危у危у澹�？逦１０晚＇辶x希�？邋：，邋Ｕd澹垮澹у濉觥觶ВВ海哄危蓿耄潁潁В眨潁哄澹�？邋？？邋？＇邋．辶x希海縉BＶ－邋Ｖ＇邋＂：：？；＝■邐．．逡逑＾邐？？？？＇邐？？邐：Ｖｖ逡逑00ｋｗＳ＾：—邐Ｊ邋？邋ｒ－－：逡逑０．０邐０．５邐１．０邐0．0邐１．０逡逑ｗ，邐ｕｌ逡逑ｔ邋＝邋０．５邋（０邋＝邋０．７０７１）邐ｔ邋＝邋－０．５邋（６＞邋＝－０．７０７１）逡逑圖１－１．邋Ｇａｕｓｓｉａｎ邋Ｃｏｐｕｌａ函數(shù)模擬的標(biāo)準(zhǔn)均勻分布樣本點逡逑（２）邋Ｐｌａｃｋｅｔｔ邋Ｃｏｐｕｌａ邋函數(shù)［５３］逡逑ＰｌａｃｋｅｔｔＣｏｐｕｌａ函數(shù)最早由Ｐｌａｃｋｅｔｔ于１９６５年提出，是由叉積比理論推導(dǎo)而逡逑來。比較特殊的是，Ｍａｃｋｅｔｔ邋Ｃｏｐｕｌａ函數(shù)僅能應(yīng)用于二維情形，而不能推廣到多逡逑維情形，故適用范圍較為有限。逡逑Ｐｌａｃｋｅｔｔ邋Ｃｏｐｕｌａ函數(shù)的分布函數(shù)和密度函數(shù)分別為：逡逑Ｃ（Ｕｌ

ｒｅ（－ｌ，ｌ）＼｛０｝。逡逑與Ｇａｕｓｓｉａｎ邋Ｃｏｐｕｌａ函數(shù)類似，Ｐｌａｃｋｅｔｔ邋Ｃｏｐｕｌａ函數(shù)也可以同時表征變量間的逡逑正相關(guān)關(guān)系和負(fù)相關(guān)關(guān)系。圖１－２給出了邋Ｐｌａｃｋｅｔｔ邋Ｃｏｐｕｌａ函數(shù)模擬的Ｐｅａｒｓｏｎ相逡逑關(guān)系數(shù)為０．５和－０．５邋（Ｋｅｎｄａｌｌ秩相關(guān)系數(shù)為０．７０７１和－０．７０７１）的標(biāo)準(zhǔn)均勻分布樣逡逑本點。從圖中可以看出，Ｐｌａｃｋｅｔｔ邋Ｃｏｐｕｌａ函數(shù)可以較好地模擬參數(shù)間的正負(fù)相關(guān)逡逑性，且在上下尾的模擬值方面較為相似。逡逑１０１邋？邋？＇邋．．．．邋￣￣￣逡逑．．、；的愁微邐．：逡逑l挘擼粒簭﹀澹鰨哄�？逦？？邋？邋？邋？辶x希埃板危埃靛危保板危埃板危埃靛危保板義希停戾危�！辶x希蟈澹藉澹埃靛澹ǎ板澹藉澹埃罰埃罰保╁危潁劍埃靛澹ǎ跡瑰澹劍埃罰埃罰保╁義賢跡保玻澹校歟幔悖耄澹簦翦澹茫錚穡酰歟岷Ｄ獾謀曜季捶植佳鏡沐義希ǎ常╁澹疲潁幔睿脲澹茫錚穡酰歟徨搴義希疲潁幔睿脲澹茫錚穡酰歟岷粲詘⒒椎攏茫錚穡酰歟岷郟矗梗藎郟擔(dān)矗藎⒒椎攏茫錚穡酰歟岷繡義掀瀋稍ィǎ拔ㄒ蝗范ǎ煌陌⒒椎攏茫錚穡酰歟岷怯善洳煌納稍懾義系�。辶x隙疲潁幔睿脲澹茫錚穡酰歟岷姆植己兔芏群直鷂哄義希潁ㄥ危保澹鑠澹戾澹澹茫澹蓿歟兀澹蓿歟義希茫ǎ酰觶酰�；０）－－￣＼ｎ｀P埽五危蒎危ǎ保保保╁義稀弧㈠撾瑁紓歟�，？辶x希祝臁祝病澹擼郟ㄒ唬保╁澹澹�，－１）（＃－１）Ｋ|插危ǎ保擼保玻╁義鮮街校跡瑰澹邋澹ǎ

本文編號：2721209